磷化循环系统与磷化除渣机选用的关系

郑志红

（上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司维修车间，山东青岛266555）

磷化循环系统与磷化除渣机选用的关系

郑志红

（上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司维修车间，山东青岛266555）

通过分析涂装车间B，C线磷化槽循环系统的现状，结合磷化除渣机的选用来分析B，C线车身磷化膜的质量。通过车身磷化膜的质量对比，找出B，C线磷化槽循环系统及磷化除渣机选用的差异。再通过设备技术改造从根本上消除B，C线车身磷化膜的质量差别，提高车身电泳漆膜的质量。

磷化槽；磷化除渣机；斜板沉降槽；循环泵；除渣泵

0 引言

涂装车间前处理生产线分布示意图（图1），工艺参数（表1）。

图1 前处理生产线分布图

表1 工艺参数表

1 前处理车身磷化的作用

涂装车间B线2007年建设，2008年投产；涂装车间C线2011年建设，2012年投产。磷化工艺温度50℃，浸入时间2.5 min。

磷化除渣装置：保证磷化液中沉渣不超标，原理是使溶液中沉渣沉淀、分离、收集、浓缩、排除。车身通过磷化处理，使车身内外表面形成一层致密的磷酸盐薄膜—磷化膜，它与电泳涂层配合后，可提高整车的防腐能力，并提高电泳涂层与钣金的附着力。磷化，即采用浸渍方式，通过车体与磷化液发生化学反应，在车体内外表面形成一层致密的磷化膜。

1.1 车身外观质量要求

（1）外观。目测应均匀、致密、无锈。

（2）磷化膜质量应在2～3 g/m2。

（3）结晶细度＜10 μm。

（4）P比：85%以上（即膜中Zn2Fe（PO4）2.H2O含量高，耐碱性好）。

（5）Ni含量：≥20 mg/m2。

1.2 锌系磷化的反应机理

（1）阴极区域：Fe→Fe2++2e-。

（2）阳极区域：2H++2e-→H2或O+H2O+2e-→2(OH)-。

（3）成膜反应：H3PO4+Zn(H2PO4)2+Fe（H2PO4）2+Fe→Zn3（PO4）2+ Zn2Fe（PO4）2+ZnHPO4+FePO4。

（4）磷化膜：Zn3（PO4）2；Zn2Fe（PO4）2；4（H2O）。

（5）磷化渣：ZnHPO4；FePO4

（6）喷淋：反应1＞反应2。

（7）浸渍：反应2＞反应1。

2 B，C线前处理磷化槽现状及对车身磷化膜的质量对比

2.1 B线前处理磷化槽

B线磷化槽底有3个锥形漏斗，磷化渣沉降在漏斗内，方便除渣泵抽出磷化渣，除渣干净彻底。磷化槽液清澈，含渣量少。车身磷化膜质量好。

2.2 C线前处理磷化槽

C线磷化槽底没有锥形漏斗，磷化渣沉降在磷化槽底平面上，不方便除渣泵抽出磷化渣，除渣不干净、不彻底。磷化槽液浑浊，含渣量多。车身磷化膜质量相对涂装B线磷化膜质量差。给后道工序增加工作量，不利于节约成本。

2.3 C线磷化槽底积渣情况

C线磷化槽液倒槽以后，磷化槽底四周遗留大量磷化渣，难以清除，只有每次倒槽时人工清除（图2）。

2.4 除渣情况比较

涂装B，C线都选用相同品牌、相同功率、流量、扬程的除渣泵除渣，除渣方式都是经过除渣泵从磷化槽底抽渣后打到斜板沉降槽，斜板沉降槽底部取液到相同品牌的磷化除渣机过滤磷化渣，但是涂装B，C线车身的磷化膜质量确有很大的不同，对比涂装B，C线磷化系统发现唯一的不同点就是磷化除渣泵的取液口不同。涂装B线是从磷化槽低的3个锥底取液，磷化渣含量高。磷化槽液比较清澈（含渣量少）；涂装C线是从磷化槽底部的平面取液，磷化渣含量低，磷化槽液比较浑浊（含渣量多）。涂装C线生产一周磷化液倒槽后，磷化槽遗留大量磷化渣（图2）。

2.5 磷化渣统计对比

通过对2016年4月18～22日的生产情况观察，B，C线磷化槽的过车数量及产生的磷化渣统计对比情况见表2、表3。

2.6 原因分析

由上表数据对比可知：涂装B，C选用相同品牌、相同功率、流量、扬程的除渣泵除渣。除渣方式都是经过除渣泵从磷化槽底抽渣后打到斜板沉降槽。斜板沉降槽底部取液到相同品牌的磷化除渣机过滤磷化渣。除渣效果是有明显差距的，从而得到的车身磷化膜质量也是有差别的。

3 提升涂装C线车身磷化膜质量的方法

（1）将涂装C线的前处理磷化槽底部改造，改造成与涂装B线磷化槽一样的带有3个锥形漏斗的底部结构，达到较理想的除渣效果。

图2 磷化槽底积渣情况图

图3 板框压滤机图

表2 B线磷化渣统计表

表3 C线磷化渣统计表

（2）涂装C线前处理磷化槽底部除渣泵的取液口改造，增加除渣泵的取液口，增大除渣泵的功率、流量、扬程（具体数据需要计算），同时采用全流量板框压滤机（磷化除渣机）。

以上2种方法中，方法1比方法2费用低一些，若将二者结合一起改造效果会更好。目前也是车身涂装线的主流做法。

磷化槽液磷化渣含量300～500×10-6，含量过高（标准＜500× 10-6），当磷化液中的渣含量过高时，容易吸附在车身上，这些渣容易引起涂层早期起泡和脱落，并且降低了整车涂层的附着力和抗腐蚀能力，质量风险非常大。通过增加全流量板框压滤机，提高磷化渣的去除效率，从而提高整车的附着力和抗腐蚀能力。采用全流量板框压滤机磷化槽液磷化渣含量降到约100×10-6，效果非常明显。

此种除渣系统设备配置比较简单，关键设备是板框压滤机（图3），一般采用全进口设备。工作时，自动阀AV2，AV3打开，AV1关闭，含渣磷化液由泵P1打入板框压滤机，进行加压过滤，清液透过滤布回流磷化槽；工作一段时间之后磷化渣在过滤腔内不断聚积，阻力增大，管道压力升高，当达到设定压力时，压力传感器PG发出信号，AV1打开、AV2关闭；然后自动阀AV4打开，自动开始通压缩空气脱水过程，脱水一定时间后，阀AV3关闭，然后AV4关闭、AV5打开，压滤机内部泄压；接着开始自动卸渣程序，全自动卸饼装置发挥作用，保证了磷化渣饼能顺利从板框中清除，落入集渣盘，然后自动压紧板框，开始下一个工作循环。

由于设备自动化程度很高，设备开机后可以无人值守自动工作，另外压滤机还可配备滤布自动清洗装置，降低了工人劳动强度。

4 结束语

涂装车间前处理磷化是非常重要的工位，也是车身电泳的前道工序。车身磷化膜质量直接关系到车身电泳漆膜质量的好坏，不仅是车身防腐、防锈能力的根本保障，也是汽车厂家非常关注的质量控制点。

［1］华云，高海军，龚建超.磷化除渣设备小改善提高效率[J].现代涂料与涂装，2013，（4）.

〔编辑 王永洲〕

TG315.5

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.02